рений диаметра. Высоту цилиндра определяют в четырех местах (h1, h2, h3, h4) и за окончательный результат принимают среднее арифметическое четырех измерений.

2. Вычислить объем образца.

Объем образца , см3, имеющего вид куба или параллелепипеда, вычисляют по формуле

где– средние значения размеров граней образца, см. Объем образца цилиндрической формы вычисляют по формуле

амассой 500 г и более – с точностьюАдоД1,0 Иг.

4.Вычислить среднююбплотность образца. Среднюю плотность материала вычисляют по формуле как среднее арифметическое трех ее значений для различныхио разцов.С

2. Определение средней плотности образцов неправильной формы

Среднюю плотность образцов неправильной формы определяют методом гидростатического взвешивания. Согласно закону Архимеда на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вверх и равная весу вытесненной им жидкости. Так как

в качестве жидкости используется вода, плотность которой равна 1 г/см3, то объем образца будет численно равен выталкивающей силе, рассчитанной как разность веса образца на воздухе и в воде.

Материалы и оборудование: образцы материала (указать) размером 40 70 мм, расплавленный парафин, весы технические с приспособлением для гидростатического взвешивания (рис. 5), сосуды для насыщения водой и парафинирования образцов, нитки для подвешивания образцов при парафинировании.

сыщенном водой состоянии в воде, г; – плотность воды.

Образцы горной породы с крупными открытыми порами при определении средней плотности покрывают тонкой пленкой парафина. Для этого нужно:

1.Взвесить образец.

2.Перевязать образец ниткой и быстро погрузить в расплавлен-

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ

Цель работы: определить насыпную плотность зернистых материалов различной крупности.

Теоретическая часть

Насыпная плотность – масса единицы объема материала, находящегося в рыхлонасыпном состоянии.

Насыпная плотность , кг/м3, определяется по формуле

стых, порошкообразных) материалов. Ее определяют для цемента,

Материалы и оборудование: предварительно высушенный зернистый материал (указать), весы технические, цилиндры мерные, совок, линейка.

Ход работы:

1. Взвесить пустой цилиндр.

Мелкозернистые материалы (зерна менее 5 мм) насыпают в мерный сосуд вместимостью 1 л. Крупнозернистые материалы (зерна более 5 мм) засыпают в мерные сосуды вместимостью 5, 10, 20 и 50 л в

материалом, кг; – объем мерного цилиндра, м3.

6. Результаты испытаний и вычислений занести в табл. 6. За результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных испытаний.

Таблица 5

Объемы мерных цилиндров в зависимости от размера зерен материала

Контрольные вопросы

1.Понятие о насыпной плотности. Для каких материалов определяют насыпную плотность?

2.Какие факторы влияют на показательИнасыпной плотности?

3.Какова методика определения насыпной плотности песка и щебня; применяемые приборы? ДОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРИСТОСТИА И ПУСТОТНОСТИ

Цель работы: определить расчетным способом: 1) пористость

В объеме строительного материала одновременно могут находиться поры и пустоты. Поры представляют собой мелкие ячейки, заполненные воздухом или водой, пустоты же – более крупные ячейки и полости, например между зернами сыпучего материала или полости в некоторых изделиях.

Пористость (общая) – степень заполнения объем материала по-

рами

где – объем пор в материале; – объем материала в естественном состоянии.

Существует два способа определения общей пористости: экспериментальный и экспериментально-расчетный. Экспериментальный способ основан на замещении порового пространства в материале сжиженным гелием и требует сложной аппаратуры для испытаний. Экспериментально-расчетный метод определения пористости использует найденные опытным путем значения истинной и средней плотности материала.

Если естественный объем материала и объем твердого вещества в нем выразить через массу материала и среднюю и истинную плотности, то формула для расчета пористости примет вид

мером в сотые и тысячные доли миллиметра) и крупные (от десятых долей миллиметра до 2 – 5 мм). Характер пор важен, например, при

Открытая пористость определяется как отношение суммарного объема пор, насыщенных водой , к объему материала :

Закрытая пористость: .

Пористость строительных материалов колеблется в широких пределах – от 0 до 98%. От величины пористости и ее характера зависят важнейшие свойства материала. Открытые поры увеличивают водопоглощение, водопроницаемость материала и ухудшают его морозостойкость. Увеличение закрытой пористости увеличивает долговечность материала, снижает его теплопроводность. Для несущих конструкций и морозостойких материалов пористость нежелательна; для ограждающих конструкций и стеновых материалов – благоприят-

на; для теплоизоляционных и акустических материалов – необходима; для гидроизоляционных – недопустима.

Межзерновая пустотность – объем пустот в единице объема материала, находящегося в рыхлонасыпном состоянии

где – объем межзерновых пустот; – насыпной объем материала.

Экспериментально-расчетный метод определения пустотности использует найденные опытным путем значения средней и насыпной

важнейшей характеристикой правильности подбора зернового состава заполнителей для бетонов, от которого зависит расход вяжущего вещества (цемента, битума и др.).

Ход работы

Вычислить значения общей пористости и пустотности материалов, используя данные, полученные в лабораторных работах № 1 3, а также справочные данные. Результаты вычислений занести в табл. 7

и 8.

Таблица 7

Результаты вычислений пористости материала

2. Как определить открытую и закрытую пористость материала? Какое влияние оказывает открытая и закрытая пористость на морозостойкость материалаи?

3. Как влияет характер пористости (соотношение открытых и закрытых пор, их размеров) на теплопроводность материала?

4. ДайтеСопределен е пустотности материала. Как она может быть определена расчетным способом? Доказать истинность используемой при этом формулы.

5. Построить и объяснить график зависимости средней плотности материала от его пористости.

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

Цель работы: изучить метод определения влажности материалов путем их высушивания до постоянной массы.

Теоретическая часть

Влажность – это содержание влаги в материале в данный мо-

мент времени.

Влажность , %, определяют по формуле

где – масса материала во влажном состоянии, кг; – масса материала, высушенного до постоянной массы, кг.

Строительные материалы в процессе их эксплуатации и хранения могут поглощать влагу. Это зависит как от свойств самого материала (пористости, гигроскопичности), так и от окружающей среды

(влажности, контакта с водой и т.п.). При этом свойства материалов

(древесина, бетон) увеличивают свой объемИпри увлажнении, а при последующем высыхании дают усадку. Систематическое увлажнение

существенно изменяются. Увеличение влажности сказывается отри-

цательно на их физико-механических характеристиках. Так, при ув-

лажнении материала повышается его теплопроводность, изменяются

средняя плотность, прочность и другие свойства. Ряд материалов

Материалы и оборудование: материал (указать), металлическая чашка, весы технические, шкаф сушильный.

Ход работы:

1.Определить массу пустой металлической чашки. Взвешивание производить с точностью до 0,01 г.

2.Отвесить навеску влажного материала (100 150 г) и высыпать в чашку.

3.Взвесить чашку с материалом.

4.Поместить чашку с материалом в нагретый до температуры 105 °С сушильный шкаф на 1 час.

5.Охладить чашку с материалом до комнатной температуры и

взвесить.

6.Высушивание производить до постоянной массы. Последующие взвешивания производить через каждые 30 мин. Разность масс материала с чашкой при двух последующих взвешиваниях должна быть не более 0,02 г.

7.Вычислить влажность материала с точностью до 0,1% по формуле

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте определение влажности материала. Как она может быть выражена математически?

2. Какова методика определения влажности материала путем его высушивания до постоянной массы?

3. Как изменяются свойства строительных материалов по мере их увлажнения? Приведите примеры.

Лабораторная работа № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ И ВОДОНАСЫЩЕНИЯ

Цель работы: определить водопоглощение и водонасыщение материалов различного происхождения и структуры.

Теоретическая часть

Водопоглощение – способность материала впитывать воду при нормальном атмосферном давлении и температуре 18 20 °С.

По водопоглощению можно узнать, какая часть пор в материале может быть заполнена водой из окружающей среды при нормальном давлении. Следует иметь в виду, что часть пор водой не заполняется, а в них остается воздух.

Водопоглощение определяют по массе и по объему. Водопоглощение по массе , %, равно отношению массы во-

ды, поглощенной образцом при насыщении, к массе сухого образца

ма материала водой, характеризует в основном его открытую пористость и вычисляется по формуле

пределах: гранита – 0,02 0,7%, тяжелого бетона – 2 4%, кирпича –

815%, пористых теплоизоляционных материалов – 100% и более. высокопористых материалов может быть больше пористости, но

никогда не может превышать пористость.

Водонасыщение – способность строительного материала впитывать воду при давлении ниже атмосферного или при кипячении.

Водопоглощение и водонасыщение зависят от количества и